Исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн (University of Illinois at Urbana-Champaign, UIUC) создали новую технологию, позволяющую осуществлять трёхмерную печать с использованием ультратонких волокон, аналогов встречающихся в природе.
Этот инновационный метод, известный как «внедрённая трёхмерная печать», применяет гидрогель в качестве несущей среды, что делает возможным создавать сложные формы без применения дополнительных поддерживающих структур, что часто требуется при обычной 3D-печати на воздухе. Самым важным достижением данного подхода стало преодоление ограничения по минимальной толщине печатаемых нитей.
Ранее в процессе внедрённой 3D-печати нити, тоньше 16 микрон, разрушались из-за воздействия поверхностного натяжения. Учёные решили эту задачу, изменив состав используемых гидрогелей и чернил. «Мы модифицировали состав геля и чернил таким образом, чтобы чернила отвердели немедленно после попадания в гель», – объясняет соавтор исследования, аспирант Танвер Хоссейн. Благодаря этому удалось достичь разрешения печати в 1,5 микрона, что сравнимо с толщиной таких природных волокон, как паутина.
Специалистов особенно заинтересовала внедрённая 3D-печать из-за её потенциала в имитации свойств слизи миног, которая демонстрирует выдающиеся механические характеристики, обусловленные присутствием микронного масштаба пучков волокон.
Разработанная технология открывает новые горизонты для проектирования сложных трёхмерных структур, состоящих из тончайших волокон. «Этот метод позволяет формировать разные геометрические конфигурации волокон без воздействия силы тяжести на такие тонкие и гибкие нити», – поясняет профессор Самех Тауфик.
Учёные намерены использовать свою технику для создания более продвинутых материалов. «Метод обладает значительным потенциалом, так как ультратонкие и длинные волокна можно соединять с функциональными материалами, чтобы воссоздать структуры, вдохновлённые природой», – добавляет Хоссейн.
Источник: iXBT
